Branduolių sintezė – procesas, kuris vyksta mūsų Saulėje ir kitose žvaigždėse, žada beveik neribotą švarios elektros energijos šaltinį, naudojant nedidelius kuro kiekius, kuriuos visame pasaulyje galima išgauti iš nebrangių medžiagų. Branduolių sintezės procesas aukštoje temperatūroje sujungia lengvų elementų, tokių kaip vandenilis, atomus, kad susidarytų helis ir išsiskirtų didžiuliai energijos kiekiai. Sintezė iš prigimties yra saugi, nes jos metu negali įvykti nevaldoma grandininė reakcija.
2022 m. vasario mėn. skelbta apie pasiektus rekordinius penkiasdešimt devynis megadžaulius tvarios sintezės energijos. Šį kartą rekordas pagerintas net 10 megadžaulių. Šie reikšmingi pasiekimai yra svarbus etapas sintezės mokslo ir inžinerijos srityse.
Naujausiais duomenimis, paskutiniuose JET deuterio ir tričio eksperimentuose 2023 m. spalio 3 d. impulsas net 5,2 sekundes nuosekliai generavo sintezės galią. Tai lėmė naują energijos rekordą – pagamintus 69,26 megadžaulių tvarios sintezės energijos. Rekordas pasiektas naudojant tik 0,21 miligramo kuro.
Šie EUROfusion konsorciumo paskelbti rekordiniai rezultatai yra aiškus įrodymas, kad branduolių sintezės energija gali užtikrinti saugią ir tvarią, mažai anglies dioksido į aplinką išskiriančią energiją.
EUROfusion programos vadovo, prof. Ambrogio Fasoli teigimu, tokie rekordai skatina tikėti sintezės tyrimų plėtra: „Sėkmingas eksploatacijos scenarijų, kurie vėliau bus naudojami ITER (angl. International Thermonuclear Experimental Reactor) ir DEMO (angl. The demonstration power plant) įrenginiuose, išbandymas įkvepia didesnį pasitikėjimą sintezės energijos plėtra. Šį tikėjimą sustiprina ir pasiektas naujas energijos rekordas. Tačiau mes pasiekėme ne tik naują rekordą, mes pasiekėme tai, kas dar niekada anksčiau nebuvo pasiekta, ir pagilinome savo supratimą apie sintezės fiziką.“
EUROfusion konsorciume dirba 4800 tyrėjų – ekspertų, studentų ir darbuotojų iš visos Europos, taip pat ir iš Lietuvos – Lietuvos energetikos instituto (LEI). LEI mokslininkas dr. Gediminas Stankūnas, jau daugiau kaip 10 metų dalyvaująs JET eksperimentų kampanijose, džiaugiasi galėdamas prisidėti prie branduolių sintezės mokslo pažangos. G. Stankūnui pavyko asmeniškai analizuoti rekordinį JET plazmos pulsą, apie kurį paskelbta 2022 metais. „Nors JET įrenginyje eksperimentai su plazma nebevyks, bet duomenų buvo sugeneruota tiek daug, kad ir toliau dalyvausime veiklose. Šiuos duomenis per artimiausius metus analizuosime, o vėliau jie prisidės prie ITER ir DEMO projektų įgyvendinimo. JET įrenginyje toliau vyks tyrimai, svarbūs branduolių sintezės įrenginių eksploatacijos nutraukimui, juose mes taip pat dalyvausime“, – teigė G. Stankūnas.
Eksperimentai, žymintys nenuginčijamą palikimą
Pasiektas rekordas ir duomenys iš šių svarbių mokslinių eksperimentų yra didelis impulsas ITER – didesnei ir pažangesnei JET įrenginio versijai. ITER yra tarptautinis branduolių sintezės tyrimų projektas, vykdomas Pietų Prancūzijoje. ITER tikslas – parodyti mokslinį ir technologinį branduolių sintezės energijos įgyvendinamumą.
„Per visą eksploatacijos laiką JET buvo nepaprastai naudingas kaip ITER pirmtakas: išbandant naujas medžiagas, kuriant inovatyvius naujus komponentus, o svarbiausia – renkant duomenis iš deuterio ir tričio eksperimentų. Čia gauti rezultatai turės tiesioginės įtakos ITER sėkmei. Asmeniškai man buvo didžiulė garbė keletą metų dirbti JET. Ten turėjau galimybę mokytis iš daugybės išskirtinių žmonių“, – teigė Pietro Barabaschi, ITER generalinis direktorius.
JET daugiau nei keturis dešimtmečius padėjo tobulinti branduolių sintezės energiją. Šie tyrimai simbolizuoja tarptautinį mokslinį bendradarbiavimą, inžinerijos meistriškumą ir įsipareigojimą panaudoti branduolių sintezės galią – reakciją, kuri vyksta Saulėje ir kitose žvaigždėse.
Toliau bus pereinama į kitą JET tyrimų ciklo etapą, skirtą eksploatacijos nutraukimui. Tačiau visi JET pasiekimai, nuo mokslinių atradimų iki naujų energijos rekordų, žymi nenuginčijamą įrenginio palikimą sintezės technologijų raidoje.
JET indėlis į branduolių sintezės mokslą ir inžineriją suvaidino itin svarbų vaidmenį spartinant saugaus, veiksmingo ir mažai anglies dioksido į aplinką išskiriančio sintezės energijos gamybos būdo plėtrą.
